Lithium-Polymer versus Lithium-Thionylchlorid: Ein Vergleich

Lithium-Polymer-Batterien:

Lithium-Polymer-Batterien haben kein festes metallisches Gehäuse, sondern ein sogenanntes Pouch. Die Zelle wird mit einer von beiden Seiten mit Kunststoff bezogenen Aluminiumfolie umhüllt, was einem flexiblen und leichtem Gehäuse entspricht. Sie können in verschiedenen Formen und Größen hergestellt werden, was sowohl kleine (z.B. Bluetooth Kopfhörer), als auch großflächige (z.B. Laptops) und leichte Bauweisen ermöglicht. Im Gegensatz zu Lithium-Thionylchlorid-Batterien sind Lithium-Polymer-Batterien wiederaufladbar. Um Kurzschlüsse, Überladungen oder Tiefenentladungen zu verhindern, sind sie in der Regel mit einer Schutzelektronik ausgestattet.

Lithium-Polymer-Batterien bieten einige Vorteile, jedoch gibt es beim Einsatz dieser Batterien einige Dinge zu beachten: Aufgrund ihrer Bauweise sind sie mechanisch empfindlich. Außerdem neigen sie zum sogenannten "Swelling", einem natürlichen Anschwellen der Zelle im vollgeladenen Zustand und über mehrere Ladezyklen hinweg. Deshalb muss beim Design-In mit etwas mehr Platz geplant werden, um dieses Anschwellen zu berücksichtigen.

Lithium-Thionylchlorid-Batterien:

Die Lithium-Thionylchlorid-Batterie, auch bekannt als Li-SOCl₂, enthält eine Elektrolytlösung aus Thionylchlorid und Leitsalz. Diese Kombination führt zu einer sehr hohen Energiedichte und einer langen Lebensdauer, da metallisches Lithium und Thionylchlorid (Kathodenmaterial) die hohe Energiedichte erzeugen. Diese Batterien werden häufig in Anwendungen mit niedrigem Strombedarf eingesetzt, bei denen eine lange Lebensdauer erforderlich ist, wie zum Beispiel in Schließzylindern, Zeitschaltuhren oder Heizkostenzählern. Die hohe Energiedichte ermöglicht den Betrieb dieser Anwendungen über mehrere Monate oder sogar Jahre hinweg, ohne, dass die Batterie ausgetauscht werden muss.

Bei der Lithium-Thionylchlorid-Batterie kommt es zu einer chemischen Reaktion der Lithium-Anode mit dem Elektrolyten, die als Passivierung bezeichnet wird. Dabei bildet sich ein Schutzfilm aus Lithiumchlorid auf der Lithium-Anode, was die Batterie sowohl im Gebrauch als auch in der Lagerung langlebig macht. Lithium-Thionylchlorid-Batterien zeichnen sich durch eine sehr niedrige Selbstentladung aus, die im Durchschnitt bei etwa einem Prozent pro Jahr bei Raumtemperatur liegt.

Es gibt jedoch auch hier einige Dinge zu beachten: Im Gegensatz zur Lithium-Polymer-Batterie darf eine Lithium-Thionylchlorid-Batterie nicht wieder aufgeladen werden und muss nach dem Entladen entsorgt werden. Zudem kann die Passivierung, wie bereits erwähnt, bei der Inbetriebnahme der Batterie bei zu hoher Stromstärke auffällig werden.

Das angelagerte Lithiumchlorid an der Lithium-Anode behindert den Ionenaustausch zwischen Anode und Kathode.

Fazit:

Zusammengefasst haben beide Batterietechnologien ihre eigenen einzigartigen Eigenschaften und Anwendungsgebiete. Die Wahl zwischen ihnen hängt von den spezifischen Anforderungen einer Anwendung ab, einschließlich Leistung, Größe und Lebensdauer. Letztendlich ist es wichtig, die individuellen Anforderungen zu berücksichtigen, um die beste Batterielösung für eine bestimmte Anwendung zu finden.

Weiterführende, hilfreiche Artikel zu diesem Thema:

Passivierung von Lithium-Thionylchlorid-Batterien – Jauch-Blog

Welche Besonderheiten gibt es beim Design-In einer Lithium-Polymer-Zelle zu beachten? – Jauch Blog-Seite (Swelling)

Die wichtigsten Parameter zur Auswahl von Lithium-Polymer Batterien – Jauch Blog

Vorteile und Besonderheiten von Lithium-Thionylchlorid-Batterien – Jauch Blog